《Precambrian Research》：Geodynamic transition from Orogenic to Extensional setting recorded by the co-spatial Neoarchean and Mesoproterozoic lamprophyres from the Bastar Craton-Eastern Ghats Mobile Belt tectonic contact, India
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本研究分析印度努阿帕达拉普岩场中位于巴斯塔克拉通与东高止活动带界面的两种拉普罗岩体（约2546±14 Ma和1553±62 Ma），揭示其矿物学、地球化学及年代学特征，表明二者形成于不同构造环境，源自经历俯冲改造的陆壳下地幔源，并探讨了地幔演化与区域动力学的关系。
Mahendra Kumar Singh | Rohit Pandey | Samir Debnath | B. Belyatsky | N.V. Chalapathi Rao | J. Amal Dev | J.K. Tomson
印度瓦拉纳西班纳拉斯印度教大学科学研究所地质系地幔岩石学实验室，邮编221005
摘要
克拉通与相邻活动带之间的构造界面为地幔演化和区域地球动力学提供了重要见解。本文综合研究了来自印度巴斯塔尔克拉通与东高止活动带之间的构造边界处的努阿帕达拉姆普罗岩场（Nuapada Lamproite Field, NLF）的两组岩石：一组形成于约25亿年前（约2.5 Ga），另一组形成于约15亿年前（约1.5 Ga）。这两组岩石在地球化学性质上存在显著差异（一类为造山作用产物，另一类为非造山作用产物）。NPL-I（约25.46 ± 14 Ma）主要由镁角闪石和透辉石晶粒组成，具有钙碱性至肖肖尼岩（shoshonitic）成分特征，表现出明显的轻稀土元素（LREE）富集现象以及负的铌-钽-钛（Nb-Ta-Ti）异常值，表明其来源于新太古代经过俯冲作用改造的、含有金云母的岩石圈地幔；NPL-II（约15.53 ± 62 Ma）则含有哈斯廷石（hastingsite）、透辉石和少量黑云母，显示出从钙碱性向碱性的过渡特征，同时具有较低的镁含量（Mg#）和中等程度的LREE富集，表明其来源于中元古代伸展作用期间部分熔融的古老岩石圈地幔，并受到少量软流圈物质的掺杂。这两组拉姆普罗岩均具有较低的Lu/Hf比值和负的εHft值（?2至?3），表明它们来源于经过同位素演化的交代作用改造的次大陆岩石圈地幔。微量元素比值和稀土元素（REE）系统分析进一步支持了这种观点，尤其是对于NPL-I而言，其形成过程可能与俯冲作用相关的碳酸盐岩流体有关。部分熔融模型表明，NPL-I和NPL-II可以通过在70–90公里深度下对含金云母的混合石榴石-尖晶石榴辉岩源岩进行低程度（<5%）熔融来解释。本研究揭示了从新太古代俯冲作用相关的造山作用向中元古代克拉通内部裂谷作用的地球动力学转变过程，强调了克拉通与活动带界面处长期存在的岩石圈不均匀性在控制岩浆上升以及记录次大陆岩石圈地幔的时空演化和交代作用改造中的作用。
章节摘录
引言：
太古代至元古代的过渡是地球演化中的一个关键阶段，这一时期大陆地壳逐渐增厚，大气中的氧气含量开始上升，板块构造活动广泛存在，大规模超级大陆开始形成（Durrheim和Mooney, 1991；Condie和Kr?ner, 2008；Keller和Schoene, 2012；Cawood等人, 2013；Lee等人, 2016）。这些变化主要归因于地球的长期冷却过程。
巴斯塔尔克拉通与碱性镁铁质岩浆作用
巴斯塔尔克拉通位于印度五个太古代地块之中。朝NNW-SSE方向延伸的戈达瓦里地堑（Godavari Graben）将其与达尔瓦尔克拉通（Dharwar Craton）分隔开来，而朝NW–SE方向延伸的马哈纳迪地堑（Mahanadi Graben）则标志着它与辛格布姆克拉通（Singhbhum Craton）的边界（图1a）（Ramakrishnan和Vaidyanathan, 2010）。巴斯塔尔克拉通最早的岩石类型包括形成于36–35亿年前的英云闪长岩-特隆德姆岩-花岗闪长岩（tonalite-trondhjemite-granodiorite, TTG）片麻岩以及富含钾的花岗岩，这些岩石统称为Sukma片麻岩（Sarkar和...
岩石学与电子显微镜分析
岩石学观察使用蔡司Axio Scope光学显微镜进行，背散射电子（BSE）成像则由卡尔蔡司EVO18扫描电子显微镜（SEM）在印度瓦拉纳西班纳拉斯印度教大学地质系完成。矿物化学分析采用CAMECA SXFive电子探针（EPMA）在同一部门进行，该探针配备了TAP、LIF、LPET、LTAP和PET等多种波长分散光谱仪。
样品与岩石学特征
研究区域（图1c）内共采集了16个岩石样品，来自两个地点（Kudugua和Bartunda）。经过详细的岩石学检查后，排除了发生次生蚀变的样品（如绿泥石化作用和硅化作用），最终选择了10个蚀变程度较低的样品进行深入的矿物学和地球化学分析。
努阿帕达拉姆普罗岩（NPL-I和NPL-II）的岩石学特征表现为典型的斑状-似斑状结构（porphyritic-panidiomorphic texture）。
蚀变与岩浆后变化
拉姆普罗岩通常代表小体积的岩浆体，其矿物组成使其容易发生次生蚀变或低程度变质，从而影响最终的地球化学和同位素特征（Rock, 1991）。岩石学观察结果显示，所研究的拉姆普罗岩基体中未出现钠长石化和碳酸化现象；然而，辉石表面偶尔可见稀有的角闪石边缘，且岩浆角闪石晶粒的成分分布不均匀。
结论
- 来自印度巴斯塔尔克拉通与东高止活动带交界处的努阿帕达拉姆普罗岩场的两种钙碱性拉姆普罗岩在矿物组成、地球化学性质和侵位特征上存在差异。
- NPL-I的钛矿U-Pb LA-ICP-MS测年结果显示其形成于新太古代，年龄为2546 ± 14 Ma，对应的地幔TDM Hf模型年龄约为27亿年；而NPL-II的磷灰石U–Pb SHRIMP测年结果显示其形成于中元古代，年龄为1553 ± 62 Ma。
CRediT作者贡献声明
Mahendra Kumar Singh：负责撰写初稿、数据可视化处理、数据分析及正式分析。
Rohit Pandey：参与撰写初稿、结果验证、项目监督及资金申请。
Samir Debnath：参与概念构思、撰写初稿及数据分析。
B. Belyatsky：负责资源协调、数据分析及正式分析。
N.V. Chalapathi Rao：负责文本修订与编辑、结果验证及资源调配。
J. Amal Dev：负责方法论设计及正式分析。
J.K. Tomson：
资助
本研究得到了班纳拉斯印度教大学卓越研究所（Institute of Eminence）的资助（项目编号6031），以及科学与工程研究委员会（Science and Engineering Research Board）的启动资助（SRG/2021/000204；M-14-0594）和大学资助委员会（University Grant Commission）的启动资助（M-14-0584）。RP NVCR还获得了通过IOE、BHU和ANRF提供的J. C. Bose奖学金（ANRF/JBG/2025/000058/EES）的支持。SD衷心感谢地质部门的DG、ADG（NER）和Dy.DG（ASSAM）的协助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究是第一作者博士论文的一部分。我们感谢班纳拉斯印度教大学地质系主任的支持。MKS感谢CSIR授予他的高级研究奖学金（09/013(0782)/2018-EMR-I）。Luká? Krmí?ek以及一位匿名期刊审稿人的建设性评论，以及Tony Kemp和Victoria Pease在编辑工作上的协助，对我们来说非常宝贵。
